选修3-3热和内能教案
高中物理人教版选修3-3教案 《热和内能》2(2篇)
热和内能拓展资料“热”是什么？热是什么？自古以来就有不同的看法．十六世纪以后，热的本质的问题又引起了科学家和研究人员的注意．“热”是一种运动？？培根从摩擦生热等现象中得出“热是一种膨胀的、被约束的而在其斗争中作用于物体的较小粒子之上的运动”，这种看法影响了许多科学家．波义耳看到铁钉被捶击后会生热，想到铁钉内部产生了强烈的运动，所以认为热是“物体各部分发生强烈而杂乱的运动”；笛卡尔把热看作是物质粒子的一种旋转运动．胡克用显微镜观察了火花，认为热“并不是什么其他的东西，而是一个物体的各个部分的非常活跃和极其猛烈的运动．”牛顿也指出物体的粒子“因运动而发热”．洛克甚至还认识到“极度的冷是不可觉察的粒子的运动的停止”．俄国学者罗蒙诺索夫在十八世纪四十年代提出了两篇关于物理学的论文，第一篇是关于热力学基础的，题为《关于热和冷的原因的思索》（1746）；第二篇是关于分子运动论的，题为《试论空气的弹力》（1748）．在这两篇论文中，罗蒙诺索夫提出了如下的见解：“热的充分根源在于运动”，即热是物质的运动，运动着的是物体内那些为肉眼所看不见的细小微粒；微粒本身是球状的，因为只有这样，固体变热时才能保持它的外形；热量从高温物体传给低温物体的原因，是由于高温物体中的微粒把运动传给低温物体中的微粒造成的，而且给出的运动的量与接受的运动量相等，一物体使另一物体变热时，它自身便会变冷，这就肯定了运动守恒在热现象中的正确性；气体分子的运动呈现一种“混乱交错”的状态，是杂乱无规则的．“热”是一种物质？？但总的说来，热是运动的观点尚缺乏足够的实验根据，所以还不能形成为科学理论．随着古希腊原子论思想的复兴，热是某种特殊的物质实体的观点也得到流传．法国科学家和哲学家伽桑狄认为，运动着的原子是构成万物的最原始的、不可再分的世界要素，同样，热和冷也都是由特殊的“热原子”和“冷原子”引起的．它们非常细致，有球的形状，非常活泼，因而能渗透到一切物体之中．这个观念，把人们引向“热质说”．波义耳也动摇于热的运动说和热质说之间．在考察放在真空容器中的一块炽热的铁可以使器壁感受到热的现象时，他认为这似乎只能用“热”自己传过来加以解释．波尔哈夫认为，热的本源是钻在物体细孔中的、具有高度可产塑性和贯穿性的物质粒子，它们没有重量，彼此间有排斥性，而且弥漫于全宇宙．1789年，拉瓦锡还将“热质”和“光”列入无机界二十三种“元素”之中．布莱克是热质说的一个重要倡导者．他虽然相信最终会发生现热“将不是化学的，而是力学的”，但他又很难否定热质说．他觉得热是运动的学说还有不少困难．例如，如果说热是物质内部粒子的运动，那么密度大的物质由于其内部粒子吸引力强而不易振动，比热就应越大，但为何水银的比热反而比水的比热小呢？对于“潜热”，用粒子的机械运动更难作出解释．所以布莱克宣称他“不能形成这种内部振动的概念”，而采取了热是某种特殊物质的观点．热质说简易地解释了当时发现的大部分热学现象：物体温度的变化是吸收或放出热质引起的；热传导是热质的流动，对流是载有热质的物体的流动，辐射是热质的传播；物体受热膨胀是因为热质粒子间的相互排斥；物质状态变化时的“潜热”是物持粒子与热质发生“准化学反应”的结果；摩擦或碰撞的生热现象，是同上于“潜热”被挤压出来以及物质的比热变小的结果；等等．由于热质的物质性，所以它也遵从物质守恒定律，这是混合量热法的理论根据．在热质说观点的指导下，热学研究所取得的主要进展有：布莱克发现了比热和“潜热”；瓦特从理论上分析了旧蒸汽机的主要缺陷而引导他改进了蒸汽机；傅立叶依据这一物理图象建立了热传导理论；卡诺从热质传递的观点出发于十九世纪初提出了消耗从热源取得热量而得到功的理论．热质说的成功，使人们相信它是一个正确的学说，从而压倒了热是运动的看法而在十八世纪到十九世纪初居于统治地位．“热”还是一种运动？？但是，到了十八世纪末，热质说受到了严重的挑战．1798年，出生于美国，后来加入英国国籍的物理学家本杰明·汤普逊即伦福德伯爵向英国皇家学会提出了一个报告，说他在慕尼黑监督炮筒钻孔工作时，注意到炮筒温度升高，钻削下的金属屑温度更高的现象，他提出了大量的热是从哪里来的这个问题．他在尽量作到绝热的条件下进行了一系列钻孔实验，比较了钻孔前后金属和碎屑的比热，发现钻磨不会改变金属的比热．他还用很钝的钻头钻炮筒，半小时后炮筒从60度F升温到130度F，金属碎屑只有五十多克，相当于炮筒质量的九百四十八分之一，这一小部分碎屑能够放出这么大的“潜热”吗？他在笔记中写道：“看来在这些实验中，由摩擦产生热的源泉是不可穷尽的．不待说，任何与外界隔绝的物体或物体系，能够无限制地提供出来的东西，决不可能是具体的物质实体；在我看来，在这些实验中被激发出来的热，除了把它看作是‘运动’以外，似乎很难把它看作为其他任何东西．”六年以后，热质论者还在辩解说伦福德实验中的热是从周围的“热质海洋”中吸收来的．1799年，英国化学家戴维进行了这样的实验：在一个同周围环境隔离开来的真空容器里，利用钟表机件使里面的29度F的两块冰互相摩擦而熔解为水．在这个实验中，“热质海洋”被外面的冰壁隔绝，而摩擦的冰块只能吸收“潜热”熔解为水，是不可能挤出“潜热”的；冰在熔解后又变成了比热更大的水．因此，在这里，“热质守恒”的关系不再成立了．戴维由此断言“热质是不存在的”．在对粒子振动的思想犹豫了一段时间之后，1812年他终于明确提出：“热现象的直接原因是运动，它的转化定律和运动转化定律一样，同样是正确的．”伦福德和戴维的实验都支持了热是运动的看法，但这并没有结束热质说的历史．只有托马斯·杨在他1807年的那本书中对热质说进行了驳斥．但依然有很多其他人坚持着热持说．直到1848年，W·汤姆逊还从热质说的观点对焦耳的研究结果提出过质疑．热传递与热传导有许多人在学习物理、解答物理习题时，常把热传递与热传导混为一谈，认为热传递与热传导描述的是同一物理过程，殊不知它们是两个不同的概念。
新新课标人教版3-3选修三10.2《热和内能》教学设计2(精品).doc
《内能》教学设计辽宁省葫芦岛市世纪中学岳爱民【背景和教学任务】本节教材是人教版九年级的第十六章第二节，教学内容包括内能的概念，影响内能的大小的因素，改变物体内能的方法。
作为学习主体的九年级学生，他们对事物的认识处于由感性向理性发展阶段，感性认识仍占主要地位，在理性认识中还存在一定困难。
为此，本课应注意适应学生好奇心、好动、好强的心理特点，以感性知识为依托，通过理性分析和判断，获取新知识，发展抽象思维能力。
通过教学，让学生了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。
知道热传递可以改变物体的内能，知道热传递过程中，所传递内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。
知道做功可以使物体内能增加或减少的一些事例。
培养学生的动手实验操作能力和创新能力，同时让学生体验到成功的快乐。
让不同层次的学生都能得到发展和提高。
【教学设计理念】以我国在航空、航天、航海领域取得的瞩目成就为感性认识基础，利用类比、分析、总结的方法知道什么是内能，能简单的描述内能与温度的关系。
知道用做功和热传递的方法可以改变物体的内能，使学生在头脑中形成清晰的表象，既完成了本节重难点教学，又锻炼和培养了科学的探究能力和创新思维能力。
从实验中发现、分析、解决问题，从而建构完整的知识系统，以便日后应用于日常生活和社会实践中，体现新的教学理念。
【教学设计思路】本节课的教学属于物理基本概念及通过探究实验和小组讨论得出基本规律和方法的教学。
本节先通过“想想议议”引导学生思考推动瓶盖的能量是什么，引出内能、在通过对课本图16．2-1、16．2-2的分析，让学生联想分子具有动能，也具有势能，在初步建立分子的动能和势能的基础上，再定义物体内部所有分子做无规则运动的能的总和，叫做物体内能，在这里注意提醒学生内能和机械能的区别，内能是大量分子做无规则运动的动能和势能的总和，这种无规则运动是分子在物体内部的运动，跟物体是否运动无关，而机械能与整个物体的机械运动有关。
然后，通过“想想议议”和“探究”活动，了解改变物体内能的方式有两种：一是热传递；二是做功。
物理选修33教案功和内能
物理选修33教案功和内能物理选修3-3教案-10.1功和内能普通高中课程标准实验教科书—物理选修3－3[人教版]第十章热力学定律1功和内能一、教学目标1. 通过焦耳的热功当量实验明确做功与物体内能变化的关系．2. 理解什么是绝热过程．3. 明确内能是仅与物体的自身状态有关的物理量．4. 理解做功是改变物体内能的一种方式，在绝热状态下有△Ｕ＝Ｗ二、教学重点：理解做功是改变物体内能的一种方式，在绝热状态下有△Ｕ＝Ｗ三、教学难点：通过焦耳的热功当量实验明确做功与物体内能变化的关系四、教具准备:叶片、两条绳子、滑轮、重物、盛水的容器、叶片等五、学具准备：有机玻璃筒、活塞、易燃物质等六、教学过程：（一）实验过程：有机玻璃筒中放少许易燃物质，在迅速向下压活塞时会看到筒内物质燃烧起来，为什么？（让学生自己做实验，并分析原因）分析：现象——物质燃烧起来↓物质燃烧的条件——有助燃物，温度上升到着火点（在此题中说明筒内温度在向下压活塞时上升了）↓筒内温度上升充分说明在向下压活塞时筒内气体内能增加了↓结论：对气体做正功时，气体内能可以增加。
扩展：刚才做实验时下压活塞的速度非常快，如果我们慢慢压活塞又会怎样？（做实验观察现象，并分组讨论找出原因）结果：不容易看到燃烧现象。
原因：虽然也对气体做了等量的正功，但是由于筒壁能向外放热，所以气体温度很难上升到着火点。
说明：虽然这个实验很简单，但是为方便理解下面焦耳的热功当量实验，我们把这个实验过程设计的尽量详细，以启发学生的思维。
在教学环节处理上注意了这样两个细节：一是让学生亲自上讲台做演示实验，这样可以锻炼学生的动手能力，让学生充分参与到教学活动中，体现了学生的主体地位，课堂上师生互动效果也很好，比老师自己做学生在下面看效果要好。
二是对应实验现象设计的两个问题，让学生通过观察现象并讨论思考得出结论，这样可以锻炼学生的观察能力，分析并思考问题的能力。
对第二个问题让学生分组讨论，这样可以锻炼学生的合作意识，让他们体验到合作学习的快乐，也体现了教师为主导学生为主体的教学理念，让学生充分参与到教学活动中。
10.2《热和内能》教案(新人教版选修3-3)
热和内能教案一、教学目标1．在物理知识方面要求：（1）知道分子的动能,分子的平均动能,知道物体的温度是分子平均动能大小的标志，（2）知道分子的势能跟物体的体积有关,知道分子势能随分子间距离变化而变化的定性规律，（3）知道什么是物体的内能,物体的内能与哪个宏观量有关,能区别物体的内能和机械能，（4）知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的,知道两者的区别,了解热功参量的意义，2．在培养学生能力方面,这节课中要让学生建立：分子动能、分子平均动能、分子势能、物体内能、热量等五个以上物理概念,又要让学生初步知道三个物理规律：温度与分子平均动能关系,分子势能与分子间距离关系,做功与热传递在改变物体内能上的关系，因此, 教学中着重培养学生对物理概念和规律的理解能力，3．渗透物理学方法的教育：在分子平均动能与温度关系的讲授中,渗透统计的方法，在分子间势能与分子间距离的关系上和做功与热传递关系上都要渗透归纳推理方法，二、重点、难点分析1．教学重点是使学生掌握三个概念（分子平均动能、分子势能、物体内能）,掌握三个物理规律（温度与分子平均动能关系、分子势能与分子之间距离关系、热传递与功的关系），2．区分温度、内能、热量三个物理量是教学上的一个难点；分子势能随分子间距离变化的势能曲线是教学上的另一难点，三、教具1．压缩气体做功,气体内能增加的演示实验：圆形玻璃筒、活塞、硝化棉，2．幻灯及幻灯片,展示分子间势能随分子间距离变化而变化的曲线，四、主要教学过程（一）引入新课我们知道做机械运动的物体具有机械能,那么热现象发生过程中,也有相应的能量变化，另一方面,我们又知道热现象是大量分子做无规律热运动产生的，那么热运动的能量与大量的无规律运动有什么关系呢？这是今天学习的问题，（二）教学过程的设计1．分子的动能、温度物体内大量分子不停息地做无规则热运动,对于每个分子来说都有无规则运动的动能，由于物体内各个分子的速率大小不同,因此,各个分子的动能大小不同，由于热现象是大量分子无规则运动的结果,所以研究个别分子运动的动能是没有意义的，而研究大量分子热运动的动能,需要将所有分子热运动动能的平均值求出来,这个平均值叫做分子热运动的平均动能，学习布朗运动和扩散现象时,我们知道布朗运动和扩散现象都与温度有关系,温度越高,布朗运动越激烈,扩散也加快，依照分子动理论,这说明温度升高后分子无规则运动加剧，用上述分子热运动的平均动能来说明,就是温度升高,分子热运动的平均动能增大，如果温度降低,说明分子热运动的平均动能减小，因此从分子动理论观点来看,温度是物体分子热运动的平均动能的标志，“标志”的含义是指物体温度升高或降低,表示了物体内部大量分子热运动的平均动能增大或减小，温度不变,就表示了分子热运动的平均动能不变，其他宏观物理量如时间、质量、物质种类都不是分子热运动平均动能的标志，但是,温度不是直接等于分子的平均动能，另一方面,温度只与物体内大量分子热运动的统计意义上的平均动能相对应,对于个别分子或几十个、几百个分子热运动的动能大小与温度是没有关系的，我们知道,温度这个物理量在宏观上的意义是表示物体冷热程度,而它又是大量分子热运动平均动能大小的标志,这是温度的微观含义，2．分子势能分子间存在着相互作用力,因此分子间具有由它们的相对位置决定的势能,这就是分子势能，如果分子间距离约为10-10m数量级时,分子的作用力的合力为零,此距离为r0，当分子距离小于r0时,分子间的作用力表现为斥力,要减小分子间的距离必须克服斥力做功,因此,分子势能随分子间距离的减小而增大，这种情形与弹簧被压缩时弹性势能增大是相似的，如图1中弹簧压缩,弹性势能Ep增大，如果分子间距离大于r0时,分子间的相互作用表现为引力,要增大分子间的距离必须克服引力做功,因此,分子势能随分子间的距离增大而增大，这种情况与弹簧被拉伸时弹性势能增大是相似的，如图1中弹簧拉伸,Ep增大，从以上两种情况综合分析,分子间距离以r0为数值基准,r不论减小或增大,分子势能都增大，所以说,分子在平衡位置处是分子势能最低点，如果分子间距离是无限远时,取分子势能为零值,分子间距离从无限远逐渐减少至r0以前过程,分子间的作用力表现为引力,而且距离减少,分子引力做正功,分子势能不断减小,其数值将比零还小为负值，当分子间距离到达r0以后再减小,分子作用力表现为斥力,在分子间距离减小过程中,克服斥力做功,使分子势能增大，其数值将从负值逐渐变大至零,甚至为正值，分子势能随分子间距离r的变化情况可以在图2的图象中表现出来，从图中看到分子间距离在r0处,分子势能最小，既然分子势能的大小与分子间距离有关,那么在宏观上什么物理量能反映分子势能的大小变化情况呢？如果对于确定的物体,它的体积变化,直接反映了分子间的距离,也就反映了分子间的势能变化，所以分子势能的大小变化可通过宏观量体积来反映，3．物体的内能（1）物体中所有分子热运动的动能和分子势能的总和,叫做物体的内能，一切物体都是由不停地做无规则热运动并且相互作用着的分子组成,因此任何物体都是有内能的，提问学生：宏观量中哪些物理量是分子热运动的平均动能和分子势能的标志？根据学生的回答,引导到一个确定的物体,分子总数是固定的,那么这物体的内能大小是由宏观量——温度和体积决定的，如果不是确定的物体,那么物体的内能大小是由质量、温度、体积和物态来决定，课堂讨论题：下列各个实例中,比较物体的内能大小,并说明理由，①一块铁由15℃升高到55℃,比较内能，②质量是1kg50℃的铁块与质量是0.1kg50℃的铁块,比较内能，③质量是1kg100℃的水与质量是1kg100℃的水蒸气,比较内能，（2）物体机械运动对应着机械能,热运动对应着内能，任何物体都具有内能,同时还可以具有机械能，例如在空中飞行的炮弹,除了具有内能,还具有机械能——动能和重力势能，提问学生：一辆汽车的车厢内有一气瓶氧气,当汽车以60km/h行驶起来后,气瓶内氧气的内能是否增加？通过此问题,让学生认识内能是所有分子热运动动能和分子势能之总和,而不是分子定向移动的动能，另一方面,物体机械能增加,内能不一定增加，4．物体的内能改变的两种方式（1）列举锯木头和用砂轮磨刀具,锯条、木头和刀具温度升高,说明克服摩擦力做功,可以使物体的内能增加，如果外力对物体做功全部用于物体内能改变的情况下,外力做多少功,物体的内能就改变多少，如果用W表示外界对物体做的功,用ΔE表示物体内能的变化,那么有W=ΔE，功的单位是焦耳,内能的单位也是焦耳，演示压缩空气,硝化棉燃烧，说明外力压缩空气过程,对气体做功,使气体的内能增加,温度升高到棉花的燃点而使其燃烧，以上实例说明做功可以改变物体的内能，（2）在炉灶上烧热水,火炉烤热周围物体,这些物体温度升高内能增加，这些实例说明依靠热传递方式也可以使物体的内能改变，物体吸收热量,内能增加，物体放出热量,物体的内能减少，如果传递给物体的热量用Q表示,物体内能的变化量是ΔE,那么,Q=ΔE，热量的计算公式有：Q=mcΔt,Q=ML,Q=mλ（后面的两个公式分别是物质熔解和汽化时热量的计算式），热量的单位是焦耳,过去的单位是卡，所以做功和热传递是改变物体内能的两种方式，（3）做功和热传递对改变物体的内能是等效的，一杯水可以用加热的方法（即热传递方式）传递给它一定的热量,使它从某一温度升高到另一温度，这过程中这杯水的内能有一定量的变化，也可以采取做功的方式,比如用搅拌器在水中不断搅拌,也可以使这杯水从相同的初温度升高到同一高温度,这样,水的内能会有相同的变化量，两种方式不同,得到的结果是相同的，除非事先知道,否则我们无法区别是哪种方式使这杯水的内能增加的，因此,做功和热传递对改变物体的内能是等效的，（4）虽然做功和热传递对改变物体的内能是等效的,但是这两种方式的物理过程有本质的区别，做功使物体内能改变的过程是机械能转化为内能的过程，而热传递的过程只是物体之间内能的转移,没有能量形式的转化，课上练习：1．判断下面各结论是否正确？（1）温度高的物体,内能不一定大，（2）同样质量的水在100℃时的内能比60℃时的内能大，（3）内能大的物体,温度一定高，（4）内能相同的物体,温度一定相同，（5）热传递过程一定是从内能大的物体向内能小的物体传递热量，（6）温度高的物体,含有的热量多,或者说内能大的物体含有的热量多，（7）摩擦铁丝发热,说明功可以转化为热量，参考答案：（1）、（2）是对的，2．在标准大气压下,100℃的水吸收热量变成同温度的水蒸气的过程,下面的说法是否正确？（1）分子热运动的平均动能不变,因而物体的内能不变，（2）分子的平均动能增加,因而物体的内能增加，（3）所吸收的热量等于物体内能的增加量，（4）分子的内能不变，参考答案：以上四个结论都不对，（三）课堂小结（1）这节课上新建立了三个物理概念：分子热运动的平均动能、分子势能、内能，要知道这三个概念的确切含义,更为重要的是能够区分温度、内能、热量,知道内能与机械能的区别和联系，（2）要掌握三个物理规律：分子热运动的平均动能与温度的关系、分子间的相互作用力与分子间距离的关系、做功与热传递在使物体内能改变上的关系，（四）说明这节课是概念性很强的课,又不是从物理实验或物理现象直接得出结论的课，对于概念要知道引入的目的、确切含义、与其他概念的区别和联系，所以课上要讲分子热运动平均动能、内能、热量等概念的意义,并且要通过实际例题,让学生通过判断、推理来加深对这些概念的认识。
人教版高中物理选修3-3教案：7.5 内能(2篇)
第五节内能一、教学目标1、知道分子热运动的动能跟温度有关，知道温度是分子热运动平均动能的标志。
2、知道什么是分子的势能；知道改变分子间的距离，分子势能就发生变化；知道分子势能跟物体体积有关。
3、知道什么是内能，知道物体的内能跟温度和体积有关。
4、能够区别内能和机械能。
二、教学重点与难点本节的重点是通过对分子动能和势能的分析，使学生知道物体的内能跟温度和体积有关。
难点是让学生了解分子势能随分子间距的变化规律。
三、教学方法与建议阅读法、分析比较法、类比法四、学情分析这节是概念性很强的课，又是不能从物理实验或物理现象直接得出的课。
就学生而言，要知道概念引入的目的、确切含义、与其它概念的区别和联系。
所以学生要根据教师给出的例题，经过分析推理后加深对概念的认识。
可能在分子势能的讲解方面，教师要花点时间仔细讲解，以帮助学生掌握。
五、教学过程（一）引入新课1、复习回顾请学生回顾分子动理论的内容。
物体是由大量分子组成的分子在做永不停息的无规则运动分子间存在引力和斥力2、引导学生作这样的类比：（1）运动着的汽车具有动能，运动着的分子也具有动能——分子动能；（2）落下的苹果和地球间有引力作用而有重力势能，分子间有作用力,分子间也有势能——分子势能从而得出物体内能的概念：物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。
（二）进行新课1、分子动能阅读课本P14对应内容，作如下归纳：（1）分子平均动能：所有分子动能的平均值。
（2）温度是分子平均动能的宏观标志。
温度越高，分子的平均动能越大。
（3）注意：①温度高的物体内部也有动能很小的分子。
②不同物质，温度相同，分子的平均动能就相同，但分子的平均速率不一定相同。
[例1]关于物体的温度与分子动能的关系下列说法正确的是（）A.某种物体的温度是0℃，说明物体中分子的平均动能为零B.物体温度升高时，每个分子的动能都增大C.物体温度升高时速率小的分子数目减少，速率大的分子数目增加D.物体的运动速度越大，则物体的温度越高[例2]一块10℃的铁与一块10℃的铝相比较，以下说法正确的是（）A 铁的分子动能之和与铝的分子动能之和相等B 铁的每个分子动能与铝的每个分子的动能相等C 铁的分子平均速率与铝的分子平均速率相等D 以上说法均不正确2、分子势能先让学生阅读课本，再作如下归纳、讲解：（1）分子势能的大小由分子间的相对位置决定因为分子势能决定于分子力的大小和分子间距离的大小，而分子力又是与分子间的距离有关的，故分子势能的大小由分子间的相对位置决定。
高中物理人教版选修3-3教案《内能》
高中物理人教版选修3-3教案《内能》内能目标导航(1)知道分子热运动的动能跟温度有关，知道温度是分子热运动平均动能的标志。
(2)知道什么是分子的势能；知道改变分子间的距离，分子势能就发生变化；知道分子势能跟物体体积有关。
(3)知道什么是内能，知道物体的内能跟温度和体积有关。
(4)能够区别内能和机械能。
诱思导学１．分子动能（１）分子平均动能做热运动的分子，都具有动能，这就是分子动能。
由于分子运动的无规则性，若想研究单个分子的动能是非常困难、也是没有必要的。
热现象研究的是大量分子运动的宏观表现，所以，重要的不是系统中某个分子的动能大小，而是所有分子的动能的平均值，即分子平均动能。
（２）温度是物体分子热运动平均动能的标志。
说明：①温度是大量分子无规则热运动的宏观表现，含有统计的意义，对于个别分子，温度是没有意义的。
分子平均动能的大小由温度高低决定：温度升高，分子的平均动能增大；温度降低，分子的平均动能减小；温度不变，分子的平均动能不变。
温度升高，分子的平均动能增大，但不是每一个分子的动能都增大，可能有个别的分子动能反而减小。
②分子的平均动能大小只由温度决定，与物质的种类无关。
也就是说，只要处于同一温度下，任何物质分子做热运动的平均动能都相同。
由于不同物质分子的质量不尽相同，因此，在同一温度下，不同物质分子运动的平均速率大小也不相同。
２．分子势能（１）分子势能由于分子间存在着相互作用力，所以分子间也有相互作用的势能。
这就是分子势能。
分子势能的大小有分子间的相互位置决定。
分子势能的变化非常类似于长度变化的弹簧中的弹性势能的变化。
（２）影响份子势能大小的身分份子势能的大小与份子间的距离有关，即与物体的体积有关。
份子势能的变化与份子间的距离发生变化时份子力做正功还是负功有关。
具体情况如下：①当份子间的距离r r时（此时类似于被拉伸的弹簧），份子间的作用力表现为引力，份子间的距离增大时，份子力做负功，因而份子势能随份子间距离的增大而增大。
2020-2021学年物理人教版选修3-3教案：10.2 热和内能 2
课题：10.2 热和内能课型：新授课
一、教学目标：
（一）知识与技能：
1、了解热传递的条件、本质和三种形式。
2、理解热量与内能的关系及区别。
3、知道热传递与做功在改变系统内能上的区别。
（二）过程与方法：
通过热传递改变物体内能来理解能量转移的过程，着重培养学生对物理概念和规律的理解能力。
（三）情感、态度与价值观：
自主学习的过程中，增强学生学习物理、探索自然的兴趣。
二、教学重、难点：
重点：热传递对内能的改变
难点：热量与内能的区别
三、教学方法：
自主学习、合作讨论、讲解内化
四、教学过程：
教师活动学生活动设计意图。
人教版选修3《热和内能》说课稿
人教版选修3《热和内能》说课稿一、教材概述本节课所讲内容为人教版高中物理选修3《热和内能》一章，主要介绍热和内能的相关知识，包括热、内能、热力学定律等内容。
通过本章的学习，学生将了解热和内能在日常生活中的应用，并培养分析和解决问题的能力。
二、教学目标1.知识与技能–掌握热和内能的基本概念与性质；–理解热力学定律的基本原理；–熟悉温度计的使用方法，能够进行温度的转换计算；–掌握理想气体状态方程及其应用。
2.过程与方法–引导学生通过观察和实验，深入理解热和内能的含义；–培养学生自主探究和实践的能力，培养学生的实际操作能力；–通过小组合作学习、讨论分享等方式，培养学生的合作学习意识和能力。
3.情感态度价值观–培养学生对物理学科的兴趣和探索精神；–培养学生的分析问题、解决问题的能力；–引导学生关注热和内能在生活中的应用，培养科学合理消费的观念。
三、教学重点•热和内能的定义及性质；•温度计的使用方法；•理想气体状态方程的应用。
四、教学内容及方法4.1 热和内能的基本概念热和内能是研究物体之间能量交换的重要概念。
热能是物体由于温度差而产生的能量，属于宏观概念；内能是物体分子或离子的微观运动能量，是热能的微观原因。
教学方法： - 引导学生通过观察和实验，感受热和内能的差异； - 展示实验视频或进行小组讨论，让学生互动探究热和内能的概念。
4.2 热力学定律的基本原理热力学定律包括热力学第一定律和热力学第二定律。
热力学第一定律是能量守恒定律的推广，它指出能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量守恒。
热力学第二定律是关于热能传递不可逆方向性的定律。
教学方法： - 通过示意图、生活实例等方式，引发学生对热力学定律的思考； - 引导学生进行实验或模拟实验，观察验证热力学定律。
4.3 温度计的使用方法温度计是测量物体温度的仪器。
常见的温度计有实验室用的水银温度计和生活中常见的电子温度计。
学生需要了解温度计的使用方法，掌握摄氏度与开氏度的转换计算。
人教版选修(3-3)《热和内能》教案
人教版选修（3-3）《热和内能》教案教学目标1．了解内能改变的两种方式：做功、热传递．2．理解内能的变化可以分别由功和热量来量度．3．知道做功和热传递对改变物体内能是等效的．重点、难点分析1、改变内能两种方式及内能改变量度2、对做功和热传递对改变内能是等效的理解．教具细铁棒、铁锤、洒精灯、木块、厚壁玻璃筒（带活塞）、硝化棉、乙醚、学生每人准备一小段钢丝等．教学过程复习引入1．内能：物体内所有分子热运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能．2．动能：由于分子在不停地做着无规则热运动而具有的动能．它与物体的温度有关（温度是分子平均动能的标志）．3．势能：分子间存在相互作用力，分子间具有由它们的相对位置决定的势能，这就是分子势能．它和物体的体积有关．4．内能：与物体的温度和体积有关．根据讨论结果，小结：通常情况下，对固体或液体，由于体积变化不明显，主要是通过温度的变化来判断内能是否改变．新课教学1．提出问题2．问题讨论问：如何改变物体的内能呢？（可以改变物体的温度或体积．）问：物体内能的变化可以通过什么表现出来呢？或者说怎样判断一个物体（如一杯水、一块铁块）的内能是否改变呢？把准备好的钢丝拿出来，想办法让你手中的钢丝的内能增加。
2．寻找解决问题的办法讨论：有的想到“摩擦”，有的想到“折”，有的想到“敲打”，有的想到用“钢锯锯”，有的想到“烧”，有的想到“晒”，有的想到“烤”，有的想到“烫”、“冰”等等．一边想办法，一边体验内能是不是已经增加了．（把“摩擦”、“折”、“敲打”、“锯”写在一起，把“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冻”或者“冰”写在一起．3．知识的提练问：比较一下，本质上有什么相同或不同点．（阅读课本38~39页倒数第四段．）刚才所想到的办法，它们之间有何不同？能不能把这些办法分分类？答：可以分为做功和热传递两类。
其中，“摩擦”、“折”、“敲打”、“锯”是属于做功，“烧”、“晒”、“烤”、“烫”、“冰”属于热传递．演示课本38页的实验．（慢慢地压缩看能不能使棉花燃烧起来．）问：刚才两次实验，为什么会出现结果的不同？答：动作快，时间短，气体没有来得及与外界进行热交换，其温度会突然升高，至乙醚的着火点，它便燃烧起来．而动作慢时，时间较长，气体与外界有较长的时间进行热交换，它的温度就不会升高太多，达不到乙醚的着火点，则不燃烧．阅读课本39页实验，分析气体对外做功的情况问：同学们还能不能从生活中找出一些通过做功改变物体内能的例子呢？答：柴油机工作中的压缩冲程；给自行车打气时，气筒壁会发热；锯木头，锯条会很烫；冬天，手冷时，两手互相搓一搓；古人钻木取火等等．再来体验一下，热传递改变内能的情况．给大家一段细铁棒和酒精灯，演示学生上台做实验．把用热传递改变内能的方法和体会告诉其他同学．引导学生从生活中再找出一些通过热传递改变内能的例子．板书：改变物体内能的物理过程有两种：做功和热传递．4．新知识的深入探讨内能改变的量度师：如何量度物体内能的改变多少呢？请大家带着问题阅读课本39页5、6两段，然后归纳出来．。
[精品]新人教版选修3-3高中物理10.2热和内能优质课教案
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第二节 热和内能教目标：（一）知识与技能1、理解热传递的三种方式，并知道这是改变物体内能的另一方式。
2、了解热与内能的关系，区别热量与内能的概念。
（二）过程与方法通过热传递改变物体内能理解能量转移的过程。
（三）情感、态度与价值观通过对能量转移的了解感受能量的流动性，增强我们习物理、探索自然的兴趣。
教重点：热传递对内能的改变。
教难点：热传递对内能的改变效果。
教方法：阅读、讨论和讲解法教用具：投影仪、投影片。
教过程：（一）复习提问，引入新课提问：（1）从做功与能量转化的角度理解，什么是物体的内能?（2）在绝热过程中，功与系统的内能有何关系？生思考并回答：（1）定义：任何一个热力系统都必定存在一个只依赖于系统自身状态的物理量，这个物理量在两个状态间的差别与外界在绝热过程中对系统所做的功相联系。
我们把这个物理量称为系统的内能。
（2）当系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量12U U U -=∆等于外界对系统所做的功W ，即W U =∆。
总结：做功可以改变物体的内能，做功是改变物体内能的一种方式。
今天我们习改变内能的另一种方式――热传递。
（二）新课教1、热传递教师：引导生阅读教材62页有关内容，思考并回答问题。
（1）什么是热传递？（2）热传递有几种方式？举例说明。
（3）热传递的条件是什么？能否发生热传递与物体内能的多少是否有关？（4）热传递过程的实质是什么？生：阅读教材后回答问题。
（1）定义：两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，即热量从高温物体传到了低温物体，这个过程就叫做热传递。
（2）热传递的方式：热传导、热对流和热辐射。
（3）热传递的条件：存在温度差。
与物体内能的多少无关。
教师强调指出：只要存在温度差，热传递过程就会进行，与原物体内能的多少大小无关。
热传递过程能量可以由内能大的物体传到内能小的物体上，也可以由内能小的物体传到内能大的物体上，但一定是由高温物体传给低温物体。
选修3-3热与内能教案
§功和内能知识与技能1．知道什么是绝热过程。
2．从热力学的角度认识内能的概念。
3．理解做功与内能改变的数量关系。
4．知道内能和功的单位是相同的。
过程与方法从焦耳的实验理解功与内能变化的关系情感、态度与价值观通过焦耳实验了解功与内能变化关系的得来，学习科学家探究过程的艰辛教学重点、难点绝热过程中的功与内能的关系教学过程引入阅读课本：焦耳的两个代表性的实验一、绝热过程：物质系统与外界没有热量交换的情况下进行的物理过程。
即系统不从外界吸收热量，也不向外界放出热量。
二、功与系统内能改变的关系。
做功可以改变系统的内能。
1、外界对系统做功，系统的内能增加在绝热过程中，内能的增量就等于外界对系统做的功即ΔU=U2-U1=W2、系统对外界做功，系统的内能减少在绝热过程中，系统对外界做多少功，内能就减少多少即W=-ΔU三、功是系统内能转化的量度。
四、在国际单位制中，内能和功的单位都是焦耳( J )。
五、循环过程中的功与内能1、循环过程（正循环、逆循环）2、由图象求外界对系统做的功例1：下列哪个实例说明做功改变了系统的内能（）A.用热水袋取暖B.用双手摩擦给手取暖C.把手放在火炉旁取暖D.用嘴对手呵气给手取暖例2：一个系统内能增加了20J。
如果系统与周围环境不发生热交换，周围环境需要对系统做多少功 20J课堂练习1．下列实例中，属于做功来增加物体内能的是（）A.铁棒放在炉子里被烧红B.锯条锯木头时会发热C.古时候的猿人钻木取火D.冬天在阳光下取暖2．下列现象属于用做功的方法改变系统内能的是（）A.放在火炉边的物体温度升高了B.把一杯热水放在冷水中冷却C.用铁锤锻打工件，工件会发热D.拉弯的弓把箭射出去3．下列过程中，由于做功而使系统内能增加的是（）A.把铁丝反复弯曲，弯曲处温度升高B.烧开水时，蒸汽将壶盖顶起C.铁块在火炉中被加热D.铁球从空中自由下落（不计空气阻力）4．用下列方法改变物体的内能，属于做功方式的是( )A.搓搓手会感到手暖和些B.汽油机气缸内被压缩的气体C.车刀切下的炽热的铁屑D.物体在阳光下被晒热5.某系统在初态具有内能5J，在外界对它做了的功后，系统的内能变为6.气体在等压变化中（）A.一定对外做正功B.外界一定对气体做正功C.若温度升高，一定对外做正功D.可能既不对外做功，外界也不对气体做功7.下列有关内能的说法正确的是（）A.质量和温度相同的物体，内能一定相同B.一定质量的理想气体的内能只与温度有关C.一定质量的理想气体在等容变化过程中若吸了热，内能一定增加D.气体压缩时分子势能减少，内能可能不变8.一定质量的理想气体从压强为P1、体积为V1的A状态，绝热变化到压强为P2、体积为V2的B状态，内能的增量为ΔU，则在此过程中（）A.气体对外做功等于ΔUB.外界对气体做功等于ΔUC.外界对气体做功等于P2V2-P1V1D.外界对气体做功等于ΔU＋P2V2-P1V1。
人教版高二物理选修3-3全册教案7.5 内能
坏森林，使生态环境恶化．水污染、固体废弃物污染．
能源危机是世界问题，保护生态环境，使用绿色能源——太阳能和先进的供热技术如热电联产等提高热效率，节约能源是每一个公民的义务．
作业
布置
各小组以调查为基础写一篇小论文《我家的供热》
课堂总结
供热涉及能源、内能、热传递、热效率等内容，学生常熟视无睹，通过本次教学活动，学生理论联系实际留心生活的意识大大增强，比如不仅仅就事物的单方面来思考问题，而是多层次、多角度来分析问题．考虑实用性的同时，考虑它的经济价值等．。
2热和内能-人教版选修3-3教案
热和内能-人教版选修3-3教案一、教学目标1.了解热和内能的概念及其区别；2.掌握内能定理及其计算方法；3.理解热的传递方式及其特点；4.了解热力学第一定律及其应用的基本原理。
二、教学内容1.热和内能的概念及其区别：–热的概念；–内能的概念；–热和内能的区别；–热的单位；–内能的单位。
2.内能定理及其计算方法：–内能定理的内容；–内能定理的公式及其推导；–内能定理的应用举例；–内能的计算方法。
3.热的传递方式及其特点：–热传递的三种方式；–热传递的特点；–热传递的计算公式；–热传递的控制条件。
4.热力学第一定律及其应用的基本原理：–热力学第一定律的内容；–热力学第一定律的计算公式；–热力学第一定律应用举例；–热力学第一定律的应用领域。
三、教学重点和难点教学重点1.掌握热和内能的概念及其区别；2.掌握内能定理及其计算方法；3.理解热的传递方式及其特点；4.理解热力学第一定律及其应用的基本原理。
教学难点1.热和内能的概念及其区别；2.内能定理的公式及其推导；3.热传递的计算公式。
四、教学方法1.课堂讲授法；2.示范分析法；3.课外拓展法。
五、教学手段1.多媒体投影仪；2.课件；3.实验仪器。
六、教学过程第一节：热和内能的概念及其区别1.引入热和内能概念；2.讲解热和内能的区别；3.讲解热和内能的单位。
第二节：内能定理及其计算方法1.引入内能定理；2.讲解内能定理的内容；3.讲解内能定理的公式及其推导；4.案例分析：内能定理的应用；5.讲解内能的计算方法。
第三节：热的传递方式及其特点1.引入热的传递方式；2.讲解热传递的三种方式；3.讲解热传递的特点；4.讲解热传递的计算公式；5.讲解热传递的控制条件。
第四节：热力学第一定律及其应用的基本原理1.引入热力学第一定律；2.讲解热力学第一定律的内容；3.讲解热力学第一定律的计算公式；4.案例分析：热力学第一定律的应用；5.讲解热力学第一定律的应用领域。
七、教学反思本节课主要讲解了热和内能的概念及其区别，内能定理及其计算方法，热的传递方式及其特点，热力学第一定律及其应用的基本原理。
人教版高中物理选修3-3教学案：第十章第1、2节功和内能热和内能
第 1、 2 节功和内能__热和内能1.绝热过程：系统只因为外界对它做功而与外界互换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热，这样的过程叫做绝热过程。
2．绝热过程中系统内能的增添量等于外界对系统所做的功，即U＝W。
3．热传达：热量从物体的高温部分传达到低温部分，或从高温物体传达给低温物体的物理过程。
4．系统在纯真的传热过程中，内能的增量U 等于外界向系统传达的热量Q，即U＝ Q。
5．做功和热传达是改变内能的两种方式且拥有等效性，但二者本质不一样。
一、焦耳的实验1．绝热过程系统只经过对外界做功或外界对它做功而与外界互换能量，它不从外界吸热，也不向外界放热。
2．代表实验(1)重物着落带动叶片搅拌容器中的水，惹起水温度上涨。
(2)经过电流的热效应给水加热。
3．实验结论要使系统状态经过绝热过程发生变化，做功的数目只由过程始末两个状态决定，而与做功的方式没关。
二、功和内能1．内能的观点(1)内能是描绘热力学系统自己状态的物理量。
(2)在绝热过程中做功能够改变热力学系统所处的状态。
2．绝热过程中内能的变化(1)表达式： U＝ W。
(2)外界对系统做功， W 为正；系统对外界做功， W 为负。
三、热和内能1．热传达(1)条件：物体的温度不一样。
(2)过程：温度不一样的物体发生热传达，温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，热量从高温物体传到低温物体。
(3)热传达的三种方式：热传导、热对流、热辐射。
2．热和内能(1)纯真地对系统传热也能改变系统的热力学状态，即热传达能改变物体的内能。
(2)热量：在纯真的传热过程中系统内能变化的量度。
(3)纯真的传热过程中内能的变化。
①公式：U ＝Q。
②物体吸热，Q 为正；物体放热，Q 为负。
1．自主思虑——判一判(1)温度高的物体含有的热量多。
( ×)(2)内能多的物体含有的热量多。
( ×)(3)热量必定从内能多的物体传达给内能少的物体。
( ×)(4)做功和热传达都可改变物体的内能，从成效上是等效的。
2020-2021学年物理人教版选修3-3教案：10.2 热和内能 1 【含答案】
课题10.2热和内能授课人李爽时间2018.05
教学目标（一）知识与技能
了解内能改变的另一种方式：热传递；能举出生活中用热传递改变物体内能的实
例；知道热传递的三种方式；知道内能变化可以由热量来量度；掌握做功和热传
递对改变物体内能的实质；知道做功和热传递改变物体内能是等效的。
（二）过程与方法
通过学生举出的生活中热传递改变内能的实例，引导学生分析问题，解决问题。
（三）情感态度与价值观
培养学生概括、归纳、总结的能力。
核心素养使学生参与实验、合作解决问题的能力成为成长道路上的必备本质
教学重点热传递可以改变物体的内能
教学难点热传递可以改变物体的内能及其多少的计算。
教学方法举例、讨论、讲授、练习
教学思路复习导学→引导点拨→合作探究→突出重点，突破难点→典型例题分析→练习→巩固知识
教学过程
一、复习导学
1、什么是物体的内能？
2、什么叫分子的动能？它和哪些因素有关？
3、什么叫分子的势能？它和哪些因素有关？
4、物体的内能宏观上和哪些因素有关呢？
分组讨论教学放飞思维提升自我
二、探讨：
请同学们想办法如何将一段铁丝的内能发生改变呢？。
2021人教版高中物理选修(3-3)《热和内能》word教案1
热和内能拓展资料“热”是什么？热是什么？自古以来就有不同的看法．十六世纪以后，热的本质的问题又引起了科学家和研究人员的注意．“热”是一种运动？？培根从摩擦生热等现象中得出“热是一种膨胀的、被约束的而在其斗争中作用于物体的较小粒子之上的运动”，这种看法影响了许多科学家．波义耳看到铁钉被捶击后会生热，想到铁钉内部产生了强烈的运动，所以认为热是“物体各部分发生强烈而杂乱的运动”；笛卡尔把热看作是物质粒子的一种旋转运动．胡克用显微镜观察了火花，认为热“并不是什么其他的东西，而是一个物体的各个部分的非常活跃和极其猛烈的运动．”牛顿也指出物体的粒子“因运动而发热”．洛克甚至还认识到“极度的冷是不可觉察的粒子的运动的停止”．俄国学者罗蒙诺索夫在十八世纪四十年代提出了两篇关于物理学的论文，第一篇是关于热力学基础的，题为《关于热和冷的原因的思索》(1746)；第二篇是关于分子运动论的，题为《试论空气的弹力》(1748)．在这两篇论文中，罗蒙诺索夫提出了如下的见解:“热的充分根源在于运动”，即热是物质的运动，运动着的是物体内那些为肉眼所看不见的细小微粒；微粒本身是球状的，因为只有这样，固体变热时才能保持它的外形；热量从高温物体传给低温物体的原因，是由于高温物体中的微粒把运动传给低温物体中的微粒造成的，而且给出的运动的量与接受的运动量相等，一物体使另一物体变热时，它自身便会变冷，这就肯定了运动守恒在热现象中的正确性；气体分子的运动呈现一种“混乱交错”的状态，是杂乱无规则的．“热”是一种物质？？但总的说来，热是运动的观点尚缺乏足够的实验根据，所以还不能形成为科学理论．随着古希腊原子论思想的复兴，热是某种特殊的物质实体的观点也得到流传．法国科学家和哲学家伽桑狄认为，运动着的原子是构成万物的最原始的、不可再分的世界要素，同样，热和冷也都是由特殊的“热原子”和“冷原子”引起的．它们非常细致，有球的形状，非常活泼，因而能渗透到一切物体之中．这个观念，把人们引向“热质说”．波义耳也动摇于热的运动说和热质说之间．在考察放在真空容器中的一块炽热的铁可以使器壁感受到热的现象时，他认为这似乎只能用“热”自己传过来加以解释．波尔哈夫认为，热的本源是钻在物体细孔中的、具有高度可产塑性和贯穿性的物质粒子，它们没有重量，彼此间有排斥性，而且弥漫于全宇宙．1789年，拉瓦锡还将“热质”和“光”列入无机界二十三种“元素”之中．布莱克是热质说的一个重要倡导者．他虽然相信最终会发生现热“将不是化学的，而是力学的”，但他又很难否定热质说．他觉得热是运动的学说还有不少困难．例如，如果说热是物质内部粒子的运动，那么密度大的物质由于其内部粒子吸引力强而不易振动，比热就应越大，但为何水银的比热反而比水的比热小呢？对于“潜热”，用粒子的机械运动更难作出解释．所以布莱克宣称他“不能形成这种内部振动的概念”，而采取了热是某种特殊物质的观点．热质说简易地解释了当时发现的大部分热学现象:物体温度的变化是吸收或放出热质引起的；热传导是热质的流动，对流是载有热质的物体的流动，辐射是热质的传播；物体受热膨胀是因为热质粒子间的相互排斥；物质状态变化时的“潜热”是物持粒子与热质发生“准化学反应”的结果；摩擦或碰撞的生热现象，是同上于“潜热”被挤压出来以及物质的比热变小的结果；等等．由于热质的物质性，所以它也遵从物质守恒定律，这是混合量热法的理论根据．在热质说观点的指导下，热学研究所取得的主要进展有:布莱克发现了比热和“潜热”；瓦特从理论上分析了旧蒸汽机的主要缺陷而引导他改进了蒸汽机；傅立叶依据这一物理图象建立了热传导理论；卡诺从热质传递的观点出发于十九世纪初提出了消耗从热源取得热量而得到功的理论．热质说的成功，使人们相信它是一个正确的学说，从而压倒了热是运动的看法而在十八世纪到十九世纪初居于统治地位．“热”还是一种运动？？但是，到了十八世纪末，热质说受到了严重的挑战．1798年，出生于美国，后来加入英国国籍的物理学家本杰明·汤普逊即伦福德伯爵向英国皇家学会提出了一个报告，说他在慕尼黑监督炮筒钻孔工作时，注意到炮筒温度升高，钻削下的金属屑温度更高的现象，他提出了大量的热是从哪里来的这个问题．他在尽量作到绝热的条件下进行了一系列钻孔实验，比较了钻孔前后金属和碎屑的比热，发现钻磨不会改变金属的比热．他还用很钝的钻头钻炮筒，半小时后炮筒从60度F升温到130度F，金属碎屑只有五十多克，相当于炮筒质量的九百四十八分之一，这一小部分碎屑能够放出这么大的“潜热”吗？他在笔记中写道:“看来在这些实验中，由摩擦产生热的源泉是不可穷尽的．不待说，任何与外界隔绝的物体或物体系，能够无限制地提供出来的东西，决不可能是具体的物质实体；在我看来，在这些实验中被激发出来的热，除了把它看作是‘运动’以外，似乎很难把它看作为其他任何东西．”六年以后，热质论者还在辩解说伦福德实验中的热是从周围的“热质海洋”中吸收来的．1799年，英国化学家戴维进行了这样的实验:在一个同周围环境隔离开来的真空容器里，利用钟表机件使里面的29度F的两块冰互相摩擦而熔解为水．在这个实验中，“热质海洋”被外面的冰壁隔绝，而摩擦的冰块只能吸收“潜热”熔解为水，是不可能挤出“潜热”的；冰在熔解后又变成了比热更大的水．因此，在这里，“热质守恒”的关系不再成立了．戴维由此断言“热质是不存在的”．在对粒子振动的思想犹豫了一段时间之后，1812年他终于明确提出:“热现象的直接原因是运动，它的转化定律和运动转化定律一样，同样是正确的．”伦福德和戴维的实验都支持了热是运动的看法，但这并没有结束热质说的历史．只有托马斯·杨在他1807年的那本书中对热质说进行了驳斥．但依然有很多其他人坚持着热持说．直到1848年，W·汤姆逊还从热质说的观点对焦耳的研究结果提出过质疑．热传递与热传导有许多人在学习物理、解答物理习题时，常把热传递与热传导混为一谈，认为热传递与热传导描述的是同一物理过程，殊不知它们是两个不同的概念。
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第2节热和内能
目标导航
1．知道热传递的三种方式。
2．理解热传递是改变系统内能的一种方式。
3．知道传递的热量与内能变化的关系。
4．知道热传递与做功对改变系统的内能是等效的。
诱思导学
1．热传递
①热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，叫做热传递。
②热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射。
2．热传递的实质：
热传递实质上传递的是能量，结果是改变了系统的内能。
传递能量的多少用热量来量度。
3．传递的热量与内能改变的关系
①在单纯热传递中，系统从外界吸收多少热量，系统的内能就增加多少。
即ΔU= Q吸
②在单纯热传递中，系统向外界放出多少热量，系统的内能就减少多少。
即Q放= -ΔU
4．热传递具有方向性，热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，不会自发的从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分。
5．改变系统内能的两种方式：做功和热传递。
做功和热传递都能改变系统的内能，这两种方式是等效的，都能引起系统内能的改变，但是它们还是有重要区别的。
做功是系统内能与其它形式的能之间发生转化，而热传递只是不同物体（或物体不同部分）之间内能的转移。
典例探究
例1 如果铁丝的温度升高了，则（）
A.铁丝一定吸收了热量
B.铁丝一定放出了热量
C.外界可能对铁丝做功
D.外界一定对铁丝做功
解析：做功和热传递对改变物体的内能是等效的，温度升高可能是做功，也可能是热传递。
故C正确。
答案：C
友情提示：铁丝的温度升高从结果我们无法判断是哪种方式改变了内能，因为做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
例2 下列关于热量的说法，正确的是（）
A.温度高的物体含有的热量多
B.内能多的物体含有的热量多
C.热量、功和内能的单位相同
D.热量和功都是过程量，而内能是一个状态量
解析：热量和功都是过程量，而内能是一个状态量，所以不能说温度高的物体含有的热量多，内能多的物体含有的热量多；热量、功和内能的单位相同都是焦耳。
选C、D
答案：C、D
友情提示：注意区分状态量与过程量的不同特点
例3 有一个10m高的瀑布，水流在瀑布顶端时速度为2m/s，在瀑布底与岩石的撞击过程中，有10%的动能转化为水的内能，请问水的温度上升了多少摄氏度？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃) ，g取10m/s2 .
解：根据机械能守恒定律知，当水流到达瀑布底时的动能
水吸收热量
与温度变化 满足关系
由题意知，有10%的动能转化为水的内能，所以
代入数据得：32.410t -∆=⨯ ℃
友情提示：搞清能量转化的物理情景及转化过程中的数量关系，从而由能量守恒定律来列方程求解。
课后问题与练习点击
1．解：（1）内能增加（2）内能减少
2．解：设增加的内能为ΔE
由能量守恒定律有：ΔE ＝ΔE k =12
mv 2-0 ① ΔE ＝c m Δt ②
①②联立并代入数值得：Δt=123℃
基础训练
1．下面关于机械能和内能的说法正确的是 ( )
A.机械能大的物体，内能一定也大
B.物体做加速运动时，速度越大，物体内部分子平均动能一定增大
C.物体降温时，其机械能一定减少
D.摩擦生热是机械能向内能的转化
2．下列现象中，哪些是通过热传递的方式改变物体内能的 （ ）
A.打开电灯开关，灯丝的温度升高，内能增加
B.夏天喝冰镇汽水来解暑
C.冬天搓搓手，会感觉到手变得暖和起来
D.太阳能热水器在阳光照射下，水的温度逐渐升高
3．做功和热传递是等效的，这里指的是 （ ）
A.它们能使物体改变相同的温度
B.它们能使物体增加相同的热量
C.它们能使物体改变相同的内能
D.它们本质上是相同的
4．关于物体的内能，以下说法正确的是 （ ）
A.物体的内能是由物体的状态（温度和体积）决定的
B.物体的内能就是物体里所有分子的动能的总和
C.物体内能的大小可以用物体吸热和放热的多少来量度
D.做功和热传递，对改变物体的内能是等效的
5．对于热量、功、内能三个量，下列说法中正确的是 （ ）
A.热量、功、内能三个量的物理意义是等同的
B.热量和功二者可作为物体内能的量度
C.热量、功和内能的国际单位都相同
D.热量和功是由过程决定的，而内能是由物体的状态决定的
多维链接
1．热传递的三种形式：
①热传导：不借助于物质的宏观移动，而靠分子、原子等粒子的热运动，使能量由高温物体（或物体的高温部分）向低温物体（或物体的低温部分）传递的过程，这种过程在气体、液体和固体中都能发生。
②热对流：流体依靠宏观流动而实现热传递的过程，在对流过程中伴随着大量分子的定向运动。
热对流又分自然对流和强迫对流。
自然对流——当流体内部存在温度梯度，进而出现密度梯度时，高温处流体的密度—般小于低温处（水在0～4o C 时的反常膨胀现象除外），这时如果流体的密度由小到大对应空间位置的由低到高，在重力作用下，流体便开始作宏观的定向流动，密度小处温度较高的流体向上运动，而温度低处密度较大的流体填充过来，行成了流体的对流，从而使能量从高温处向低温处传递。
强迫对流——靠外来的作用使流体在高温处与低温处之间作循环流动而传递热量的过程，例如制冷系统内工作物质的循环流动就是靠压缩机的工作强迫实现的。
③热辐射：不依赖于物质的接触而由热源自身的温度作用借助电磁波传递能量的方式。
温度的高低决定着辐射的强弱。
温度较低时，主要以不可见的红外线进行辐射，温度较高时，热辐射最强的成分在可见光区。
如太阳就是通过热辐射的形式将热经宇宙空间传给地球的。
2．正确理解物体的内能
物体内所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。
①从微观角度看，由于分子的平均动能与分子热运动的激烈程度有关，分子势能与分子距离有关，所以物体的内能与分子热运动的激烈程度和距离有关；需要注意的是：物体的内能不是指单个分子的动能和势能之和，因此物体的内能还与物体内的分子数有关，分子数目越多，物体的内能越大。
②从宏观角度看，由于分子的平均动能与温度有关，分子势能与物体的体积有关，所以物体的内能与物体的温度和体积有关，另外，物体内的分子数取决于物质的摩尔数，所以物体的内能还跟摩尔数有关。
③内能与机械能的区别：内能与机械能是两种不同形式的能量。
内能是由物体内大量分子的热运动和分子间的相对位置决定的能量，这与物体的温度、体积等因素有关，而机械能是由物体做机械运动和物体的形变决定的能量，它是对宏观物体整体来说的，物体具有内能的同时又可以具有机械能。
一个静止在地面上的物体，如果以地面为零势能面，那么物体的机械能为零，但是这个物体内的分子却始终处在永不停息的热运动中，所以它的内能绝不为零，内能和机械能在一定的条件下可以相互转化。
3．热量、功和内能之间的关系
内能是由系统的状态决定的。
状态确定了，系统的内能也随之确定，要使内能改变，可以通过做功和热传递两种物理过程来完成，功和热量都是过程量，两者对改变系统的内能是等效的，但做功是其它形式的能量转化为内能，功的多少是内能转化的量度，热传递是内能的转移；热量是内能转移的量度；有过程(做功或热传递)，才有变化(内能改变)，离开过程，功和热量将毫无意义。
就某一状态而言，只有“内能”，根本不存在“功”和“热量”。
因此不能说物体中含有“多少热量”或“多少功”。